Формула карбида кальция: Карбид кальция
alexxlab | 20.07.2023 | 0 | Разное
Карбид кальция
Карбид кальция (углеродистый кальций, ацетиленид кальция) — CaC2 — в чистом виде белое кристаллическое вещество. Бинарное неорганическое соединение кальция с углеродом.
Содержание
- 1 История получения
- 2 Получение
- 3 Физические свойства
- 4 Химические свойства
- 5 Внешний вид и характеристики технического карбида кальция
- 6 Область применения карбида кальция
- 7 Физиологическое действие
История получения
Впервые получен в 1861 году Фридрихом Вёлером нагреванием сплава цинка и кальция с углём.
Получение
В настоящее время получают прокаливанием в электрических печах (температура 1900—1950 °C) смеси оксида кальция с коксом.
- CaO + 3C → CaC2 + CO
Полученный таким образом технический продукт имеет чисто-черный цвет вследствие загрязнения углём и другими красящими примесями.
Он содержит также примеси фосфида и сульфида кальция, вследствие чего такой карбид кальция и полученный из него ацетилен имеют неприятный запах.
Физические свойства
- Бесцветные тетрагональные кристаллы.
- Плотность: 228 (+20 °C, г/см3).
- Удельная теплоёмкость при постоянном давлении (в Дж/г·K): 0,92 (+20—325 °C).
- Стандартная энтальпия образования ΔfH (298 К, кДж/моль): −62,8 (т).
- Стандартная энергия Гиббса образования ΔfG (298 К, кДж/моль): −67,8 (т).
- Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 70,3 (т).
- Стандартная мольная теплоёмкость Cp (298 К, Дж/моль·K): 62,34 (т).
- Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль): 32,2.
- Карбид кальция имеет резкий чесночный запах.
Химические свойства
При взаимодействии c водой карбид кальция гидролизуется с образованием ацетилена и гидроксида кальция (гашёной извести):
- CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑
Представленная выше реакция является экзотермической.
Внешний вид и характеристики технического карбида кальция
Карбид кальция получают сплавлением в электрических печах кокса и негашеной извести. Расплавленный карбид кальция выпускается из печи в специальные формы — изложницы, в которых он затвердевает. Застывший карбид кальция дробится и сортируется на куски определённых размеров.
Технический карбид кальция представляет собой твёрдое кристаллическое вещество. По внешнему виду карбид кальция представляет собой твёрдое вещество тёмно-серого или коричневого цвета. Он даёт кристаллический излом серого цвета с различными оттенками в зависимости от чистоты. Карбид кальция жадно поглощает воду. При взаимодействии с водой даже на холоде карбид кальция разлагается с бурным выделением ацетилена и большого количества тепла. Разложение карбида кальция происходит и под влиянием атмосферной влаги.
По ГОСТ 1460-56 установлены следующие размеры (грануляция) кусков карбида кальция: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80. Технический карбид кальция содержит до 80 % химически чистого карбида кальция, остальное составляют примеси — негашеная известь, углерод, кремнекислота и другое.
Область применения карбида кальция
Карбид кальция используют при проведении автогенных работ и освещения, а также в производстве ацетиленовой сажи и продуктов органического синтеза, из которых главным является синтетический каучук.
Карбид кальция применяют в производстве цианамида кальция, из которого получают удобрения, цианистые соединения. Карбид кальция используют для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.
Из 1 кг технического карбида получается от 235 до 285 л ацетилена в зависимости от его сорта и грануляции: чем чище и крупнее карбид кальция, тем большее количество ацетилена он даёт при разложении.
Для разложения 1 кг карбида кальция теоретически требуется 0,56 л воды. Практически берут от 5 до 20 л воды с целью лучшего охлаждения ацетилена и обеспечения безопасности при работе. Скорость разложения карбида кальция водой зависит от его чистоты, грануляции, температуры и чистоты воды.
Чем чище карбид кальция, меньше размер его кусков, выше температура и чище вода, тем больше скорость.
Физиологическое действие
- Среди всех неорганических производных кальция CaC2 очень ядовит.
- По степени воздействия на организм человека карбид кальция относится к 1-му классу опасности согласно ГОСТ 12.1.007.
- Попадание карбида кальция внутрь организма также является опасным.
- Пыль карбида кальция оказывает раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки органов дыхания.
- Карбид кальция CaC2 чрезвычайно опасен для окружающей среды.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Его также используют для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.
Массовая доля ферросплава, %, не более
Карбид кальция – структура, производство, применение и часто задаваемые вопросы
Дата последнего обновления: 15 апреля 2023 г. илид, который представляет собой химическое соединение, имеющее химическую формулу CaC2.
В основном он используется в промышленности для производства цианамида кальция и ацетилена.
Это чистый материал бесцветного, а, однако, куски технического карбида кальция имеют либо коричневый, либо серый цвет и состоят примерно на 80–85 % из СаС2 (остальное — СаО — оксид кальция), Са3Р2 ( фосфид кальция), Ca3N2 (нитрид кальция), CaS (сульфид кальция), SiC (карбид кремния) и др.). При наличии следов влаги карбид кальция технический издает неприятный запах, напоминающий запах чеснока.
Примечание. Применение карбида кальция включает производство газообразного ацетилена и производство ацетилена в карбидных лампах; производство химикатов для удобрений; а также в сталелитейном производстве.
Структура CaC2
Рассмотрим структуру карбида кальция.
(изображение скоро будет загружено)
Производство карбида кальция
Карбид кальция промышленно производится в электродуговой печи со смесью кокса и извести, примерно при 2200 °C (3,990°F).
Это эндотермическая реакция, которая требует высокой температуры для удаления монооксида углерода при 110 килокалориях (460 кДж) на моль. С момента своего изобретения в 1892 году этот метод не изменился.
CaO + 3C → CaC2 + CO
Высокая температура, необходимая для этой реакции, практически недостижима при традиционном сжигании. Итак, эту реакцию проводят в электродуговой печи с использованием графитовых электродов. Полученный карбидный продукт по весу будет содержать около 80% карбида кальция. Кроме того, карбид подвергается дальнейшему дроблению с образованием небольших кусков, размер которых может достигать 50 мм, а примеси концентрируются в более мелких фракциях.
Содержание CaC2 в этом продукте определяют путем измерения количества образовавшегося ацетилена при гидролизе. Например, немецкие и британские стандарты содержания более крупных фракций составляют 295 л/кг и 300 л/кг соответственно (при давлении 101 кПа и температуре 20 °C (68 °F)).
Примеси карбида включают фосфид, который при гидролизе дает фосфин.
В химии эта реакция не была важной частью промышленной революции и стала возможной в Соединенных Штатах в результате чрезмерного количества недорогой гидроэлектроэнергии, которая производилась на Ниагарском водопаде до конца 20-го века.
Производство цианамида кальция
Соединение карбида кальция реагирует с азотом при более высоких температурах с образованием цианамида кальция. Это представлено с помощью приведенного ниже уравнения.
CaC2 + N2 → CaCN2 + C
Обычно в качестве удобрения можно использовать термин нитролим, представляющий собой цианамид кальция. Он также гидролизуется до цианамида, h3NCN.
Сталеплавильное производство
Рассмотрим использование цианамида кальция в сталеплавильном производстве, как указано ниже:
Карбид кальция можно использовать при десульфурации железа (чугун, чугун и сталь).
Возможно использование в качестве мощного раскислителя на объектах внепечной обработки.
Его можно использовать в качестве топлива в сталеплавильном производстве, чтобы увеличить долю брака до жидкого чугуна, в зависимости от экономики.
Карбидные лампы
Карбид кальция можно использовать в карбидных лампах. Капание воды на карбид приводит к образованию газообразного ацетилена, который, в свою очередь, горит и излучает свет. Хотя эти лампы давали более устойчивый и яркий свет, чем свечи, они были настолько опасны в угольных шахтах, что горючий газ метан делал их серьезной опасностью.
Присутствие этих горючих газов в угольных шахтах привело к появлению шахтерских ламп безопасности, таких как лампа Дэви, где проволочная сетка снижает риск воспламенения метана. Тем не менее карбидные лампы широко использовались в медных, оловянных и сланцевых рудниках, где метан не считался серьезной опасностью.
Большинство ламп горняков теперь заменены электрическими лампами.
Но, тем не менее, карбидные лампы используются для добычи полезных ископаемых в нескольких менее богатых странах. Примером могут служить серебряные рудники недалеко от Потоси в Боливии. В настоящее время они также используются несколькими спелеологами, исследующими пещеры и другие подземные области, хотя в этом использовании их все чаще заменяют светодиодными лампами.
Использование карбида кальция (CaC2)
Карбид кальция используется в производстве поливинилхлорида в виде ацетилена, который является производным карбида кальция и используется в качестве сырья для производства ПВХ.
Карбид кальция также используется в производстве ацетилена и гидроксида кальция.
Может использоваться для удаления серы из железа.
Удаление серы из любого материала называется десульфурацией.Мы можем использовать его для производства цианамида кальция.
Это соединение также можно использовать в качестве агента созревания, такого как этилен.
Может использоваться в лампах, таких как карбидные лампы. Раньше его использовали в качестве автомобильных фар.
Он также используется в качестве раскислителя, что означает, что он помогает удалять кислород при производстве стали.
Он также используется в бамбуковых пушках и пушках большого взрыва.
Удаление серы из любого материала называется десульфурацией.Карбид кальция – определение, структура, формула, использование с часто задаваемыми вопросами
Здесь, в этой статье, мы обсудим карбиды, использование карбида, формулу карбида, что такое карбид кальция, использование карбида кальция, структуру кальция карбид, реакция карбида кальция и воды, химическая формула карбида кальция и карбида алюминия и некоторые часто задаваемые вопросы, связанные с карбидами, будут обсуждаться здесь.
Карбид кальция Структура показана ниже.
Формула карбида кальция
Формула карбида кальция CaC 2 .
Читайте также –
- Решения NCERT для 11 класса по химии
- NCERT Решения для 12 класса по химии
- NCERT Решения для всех предметов
Что такое carb?
Карбид — один из наиболее важных терминов, который используется как в органической, так и в неорганической химии. Это химическое соединение, состоящее из углерода и металлических или полуметаллических элементов. Это ионная или ковалентная связь, которая соединяет карбидную группу с металлическими или полуметаллическими элементами.
Формула карбид-иона (C 4-), а дикарбид-иона (C -2 2 ). Он существует в ионной форме и означает, что ионы дикарбида состоят из двух атомов «С».
Формула дикарбида (C -2 2 ) показывает, что он существует в дианионной форме. Среди различных карбидов значительную роль играют карбиды кремния, карбиды вольфрама из-за их физических свойств, таких как прочность, твердость и способность противостоять химическим воздействиям при высоких температурах.
Карбид алюминия (Al 4 C 3 ), карбид бериллия (Be 2 C), карбид кальция (CaC 2 ) и т. д. являются некоторыми примерами карбида. Карбид железа или также называемый (цементит) является важным компонентом стали и чугуна.
Общие свойства карбидов
Карбиды обычно обладают очень высокой температурой плавления.
Карбиды проводят тепло и электричество.
Карбиды представляют собой соединения с металлическим блеском.
Карбиды щелочных металлов обычно мягкие и прозрачные в чистом состоянии.
Они легко разлагаются водой или кислотами с образованием алифатических углеводородов. Они не будут проводить электрический ток в твердом состоянии.Все карбиды металлов чеканки оказались окрашенными и взрывоопасными порошками. Примеры: Cu 2 C 2 (темно-коричневый), Ag 2 C 2 (белый), Au 2 C 2 (желтый).
Карбиды щелочноземельных металлов разлагаются разбавленными кислотами или водой с образованием газообразного ацетилена и реагируют с N 2 .
Они легко разлагаются водой или кислотами с образованием алифатических углеводородов. Они не будут проводить электрический ток в твердом состоянии.Оксид магния восстанавливается такими карбидами до магния. Они также реагируют с NH 3 и Br 2 .
Получение карбидов
Различные типы карбида
В зависимости от связи между ионом карбида и металлическим элементом обычно выделяют следующие типы.
Ионные карбиды- Сочетание щелочных или щелочноземельных металлов с ионами карбидов приводит к образованию ионных карбидов. Сила электростатического притяжения связывает эти ионы. В этом типе карбидов существует огромная разница в электроотрицательности. CaC 2 является примером.
Ковалентные карбиды- Низкоэлектроположительные элементы, такие как «Si» и «B», объединяются с ионами карбида с образованием ковалентных карбидов. В карбидах этого типа существует небольшая разница в электроотрицательности. «SiC» (карборунд), B 4 C являются примерами.
Карбиды внедрения- Комбинация переходных металлов и молекул карбида образует карбиды внедрения. В этом типе карбида ионы карбида занимают междоузлия металлической решетки. ТиК тому пример.
Промежуточный карбид переходного металла – Эти типы карбидов также состоят из переходного металла и карбид-иона, и их размеры одинаковы.
Карбид железа или известный как цементит (Fe 3 C) является примером.
Карбид железа или известный как цементит (Fe 3 C) является примером.Использование карбидов
Большинство карбидов очень твердые. Поэтому они используются в качестве абразивных инструментов, сверлильных и режущих инструментов.
Используются в качестве восстановителей в металлургии.
Al 4 C 3 используется для синтеза метана, тогда как CaC 2 используется для производства ацетилена.
Твердые сплавы также используются в качестве футеровки печей.
Карбид бора обычно используется для резки алмазов, изготовления ламп накаливания, а также для сверления отверстий в скалах.
Карбид вольфрама в настоящее время используется в ювелирном деле, а также в производстве различных хирургических инструментов.
Что такое карбид кальция?
Важное химическое соединение с формулой CaC 2 известно как карбид кальция или ацетилид кальция. Одним из его промышленных применений является то, что он используется для синтеза ацетилена и цианамида кальция.
В чистом виде оказывается бесцветным, но в любом случае куски технического сорта CaC 2 имеют серый или коричневый цвет и содержат CaC 2 . Остальная часть состоит из CaO, Ca 3 P 2 , CaS, Ca 3 N 2 , SiC и т. д.
CaC 2 в основном используется в производят ацетилен в карбидных лампах. Он также используется для синтеза различных химикатов и удобрений, а также участвует в производстве стали.
Приготовление
Карбид кальция синтезируют в промышленных масштабах с использованием электродуговой печи путем смешивания смеси кокса и извести при температуре .
Это эндотермическая реакция, требующая 110 килокалорий на моль и очень высокой температуры для удаления CO.
Высокотемпературные условия, необходимые для производства CaC 2 , не могут быть достигнуты путем традиционного сжигания. Следовательно, эту реакцию следует проводить в электрической печи с использованием графитовых электродов.
Также учащиеся могут обратиться,
- Решения NCERT для класса 12 по химии Глава 10 Элементы S-блока
- NCERT Примеры решений для класса 12 по химии Глава 10 Элементы S-блока
- Глава 1 NCERTm0 примечания Элементы S-Block
Применение карбида кальция
- Производство ацетилена: CaC 2 реагирует с водой с образованием ацетилена и гидроксида кальция.
Производство стали: CaC 2 используется для десульфурации железа, а также в качестве топлива в сталеплавильном производстве для увеличения доли брака в жидком чугуне.
